ให้ความรู้เกี่ยวกับงู

แต่การวิจัยร่วมกันครั้งใหม่โดยนักวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัยเคลมสันพบว่าจำนวนของเหยื่อที่งูกินเข้าไปไม่ได้ทำให้เกิดความซับซ้อนของพิษ แต่มันขึ้นอยู่กับว่าสายพันธุ์ของเหยื่ออยู่ห่างจากกันและกันมากน้อยเพียงใดตามวิวัฒนาการ คริสโตเฟอร์ พาร์กินสัน ศาสตราจารย์จากภาควิชาวิทยาศาสตร์ชีวภาพของวิทยาลัยวิทยาศาสตร์กล่าวว่า ไม่ใช่แค่อาหารเท่านั้นที่กระตุ้นให้งูมีพิษหลากหลายชนิด แต่รวมถึงอาหารที่หลากหลายด้วย "ถ้างูกินสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 20 สายพันธุ์ พิษของมันจะไม่ซับซ้อนมากนัก แต่ถ้ามันกินตะขาบ กบ นก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม มันจะมีพิษที่ซับซ้อนมาก เพราะส่วนประกอบของพิษแต่ละชนิดนั้น ส่งผลต่อบางอย่างที่แตกต่างกันในสัตว์ชนิดต่างๆ ที่งูกำลังกินอยู่" วารสารProceedings of the National Academy of Sciencesได้ตีพิมพ์ผลการวิจัยในบทความเรื่อง "อาหารที่หลากหลายทางสายวิวัฒนาการสนับสนุนพิษที่ซับซ้อนมากขึ้นในงูพิษในอเมริกาเหนือ" การวิจัยอาจนำไปสู่การต่อต้านพิษที่ดีขึ้นและทำหน้าที่เป็นฐานข้อมูลอาหารสำหรับนักวิจัยงูคนอื่นๆ "งูกัดเป็นโรคเขตร้อนที่ถูกละเลย มันไม่ได้คร่าชีวิตผู้คนจำนวนมากในสหรัฐฯ เพียงประมาณแปดตัวต่อปี แต่มันทำให้เกิดการบาดเจ็บระยะยาว เช่น ความเสียหายของระบบประสาทและเนื้อเยื่อ แม้ว่าเราจะมียาต้านพิษที่ดี แต่พวกมันก็สามารถเป็นได้อย่างแน่นอน ดีกว่า เราได้สร้างห้องสมุดของสัตว์มีพิษทุกชนิดในสหรัฐอเมริกาในระดับรายละเอียดที่สูงกว่าที่เคยทำมาก่อน ดังนั้น คนอื่นๆ ที่สนใจในการปรับปรุงสารต้านพิษสามารถใช้ข้อมูลนี้ได้" Matthew Holding กล่าว อดีตนักวิจัยหลังปริญญาเอกของ Clemson ซึ่งเป็นผู้เขียนหลักของบทความ Holding ร่วมมือกับนักวิจัยจาก Clemson, Florida State University, เม็กซิโก และบราซิล เพื่อศึกษาพิษและอาหารของ งู พิษในอเมริกาเหนือ 46 สายพันธุ์ รวมทั้งทุกชนิดที่อาศัยอยู่ในสหรัฐอเมริกา จากนั้นพวกเขาใช้ข้อมูลเกี่ยวกับอาหารของสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นเพื่อทำความเข้าใจว่าทำไมพิษบางชนิดจึงเรียบง่าย และบางชนิดก็ซับซ้อนมาก พิษประกอบด้วยโปรตีนที่ทำงานร่วมกันเพื่อทำให้เหยื่อไร้ความสามารถ จำนวนของโปรตีนที่แตกต่างกันนั้นสะท้อนถึงความซับซ้อนของมัน "คุณอาจคิดว่าพิษเป็นเหมือนกล่องเครื่องมือของงู" โฮลดิ้งซึ่งปัจจุบันเป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอกของ National Science Foundation ที่รัฐฟลอริดากล่าว "ประแจ ซ็อกเก็ต และไขควงต่างใช้งานต่างกัน โปรตีนแต่ละชนิดก็มีหน้าที่ต่างกันเมื่อฉีดพิษเข้าไปในหนู จิ้งจก ตะขาบ หรืออะไรก็ตามที่งูกินเหยื่ออยู่" "งูบางชนิดมีพิษที่ง่ายกว่ามากโดยมีส่วนประกอบน้อยกว่า บางชนิดมีพิษมากกว่านั้น เราต้องการที่จะเข้าใจจากมุมมองของวิวัฒนาการว่าเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น" โฮลดิ้งอธิบาย นักวิจัยเก็บตัวอย่างพิษและต่อมพิษจากงูหางกระดิ่งและคอตตอนเมาท์ทั่วอเมริกาเหนือ พวกเขาใช้เทคนิคการหาลำดับยุคหน้าเพื่อสร้างชุดข้อมูลที่ใหญ่ที่สุดของโปรตีโอมและทรานสคริปโตมต่อมพิษสำหรับงูไวเปอริดจนถึงปัจจุบัน นักวิจัยใช้ตัวอย่างจากประวัติศาสตร์ธรรมชาติเปรียบเทียบความซับซ้อนของพิษกับอาหารของงู "การมีฐานข้อมูลเหยื่อตามตัวอย่างประวัติศาสตร์ธรรมชาติเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง เพราะเราไม่สามารถทำงานนี้ได้หากไม่มีของสะสมในพิพิธภัณฑ์ เราไม่สามารถสร้างกรอบวิวัฒนาการทางวิวัฒนาการเปรียบเทียบเพื่อเปรียบเทียบอาหารของงูและประวัติวิวัฒนาการหากไม่มีพวกมัน" พาร์กินสันกล่าว มีการนัดหมายสองครั้งในภาควิชาป่าไม้และการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมของวิทยาลัยเกษตร ป่าไม้ และวิทยาศาสตร์ชีวภาพ โฮลดิ้งกล่าวว่าความซับซ้อนของพิษเปลี่ยนแปลงไปตามความหลากหลายทางสายวิวัฒนาการของอาหารงู โดยมีวิวัฒนาการของพิษทั้งที่เรียบง่ายและซับซ้อนมากขึ้น การศึกษาแสดงให้เห็นปริมาณความแตกต่างระหว่างสายพันธุ์ของเหยื่อมีความสำคัญต่อการวิวัฒนาการของพิษที่เป็นเป้าหมาย แทนที่จะเป็นเพียงความแตกต่างระหว่างสายพันธุ์เหยื่อหรือกลุ่มอนุกรมวิธานที่สำคัญ โดยไม่คำนึงว่าพวกมันเกี่ยวข้องกันทางสายวิวัฒนาการอย่างไร การศึกษาก่อนหน้านี้บางชิ้นบอกเป็นนัยว่าอาหารอาจทำให้พิษของงูแตกต่างกันโดยใช้ข้อมูลหยาบ โครงการนี้ใช้ข้อมูลพันธุกรรมของต่อมพิษของงูแต่ละตัวมากกว่า 250 ตัว ซึ่งเป็นการสุ่มตัวอย่างที่หนาแน่นกว่าการศึกษาอื่นๆ จนถึงปัจจุบัน นักวิจัยยังได้รวบรวมฐานข้อมูลรายการเหยื่ออย่างละเอียด การรวมข้อมูลเหล่านี้เข้าด้วยกันช่วยให้เข้าใจสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงของพิษได้ง่ายขึ้น "เนื่องจากเราใช้เครื่องมือหาลำดับยุคหน้า เราจึงทำได้มากกว่าการนับจำนวนส่วนประกอบในพิษ เราสามารถเข้าใกล้ลำดับพันธุกรรมที่เอื้อต่อลักษณะนี้ในแท็กซ่าเหล่านี้มากขึ้น ซึ่งไม่เคยมีมาก่อน ” โฮลดิ้งกล่าว การศึกษาแสดงให้เห็นว่าความหลากหลายของอาหารทำนายการแสดงความซับซ้อนในตระกูลยีนพิษที่ใหญ่ที่สุดสามในสี่ตระกูลในพิษของงูพิษ Serine protease, metalloproteinases และ phospholipases มีความสัมพันธ์เชิงบวก ซึ่งหมายความว่ายิ่งอาหารของงูมีความหลากหลายมากเท่าใด พิษของงูก็จะยิ่งซับซ้อนมากขึ้นเท่านั้น แต่การรับประทานอาหารไม่ได้ให้ผลเช่นเดียวกันกับเลคตินประเภท c ความหลากหลายของอาหารมีสัดส่วนระหว่าง 25 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ของการเปลี่ยนแปลงในความซับซ้อนของพิษ "เราสร้างคำถามใหม่ให้นักวิจัยคนอื่นๆ หาคำตอบ เช่น ทำไมเลคตินชนิด c ถึงมีรูปแบบความสัมพันธ์ที่แตกต่างกันกับความหลากหลายของอาหารมากกว่าตระกูลยีนอื่นๆ และอะไรอธิบายความแปรผันของพิษที่ซับซ้อนอีกสามในสี่ที่เหลือซึ่งเราไม่สามารถหาคำตอบได้ บัญชี” โฮลดิ้งกล่าว เนื่องจากยาที่ได้จากพิษงูใช้รักษาโรคหัวใจ ความดันโลหิตสูง และลิ่มเลือดในมนุษย์ ยิ่งนักวิทยาศาสตร์เข้าใจพิษงูมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งมีโอกาสมากที่พวกเขาจะสามารถใช้มันเพื่อสร้างยาในมนุษย์ได้ "เราเห็นศักยภาพปลายน้ำสำหรับใช้ทางการแพทย์หรือการรักษา แต่สิ่งที่ทำให้เราตื่นเต้นคือการถามว่า 'ทำไมมีงูหลายชนิดในตอนแรก และในงูเหล่านั้นทำไมมีงูหลายชนิดที่มีพิษ มีผลกระทบมากมายต่อเหยื่อหรือผู้คน?' "โฮลดิ้งกล่าว